Сағат

Балалық шақта «неліктен» деп сұрақ қоя білмейсің, қолыңды созасың. Сондай заттың бірі сағат. Қоңырауы бар сағат. Қоңырауы соққанда шығаратын дыбысы қайдан шығады деп ойлайтынмын.

1 сурет. Қоңырауы бар сағат.

Қабырғада ілінетін маятникті сағатты да көрдік. Әр сағат сайын қоңырау соғады. Қоңырау дыбыстары жоғарғы ноталардағы әр тондағы дыбыстар.

2 сурет.Қабырғаға ілінетін маятникті сағат.

Қол шамасы сағат корпусындағы винтті бұрап ашқанға келгенде ішін аштым –ау!
Бірден олай-былай жұмыс істейді деуге болады.
Мектепті бітіріп, механик мамандығын таңдауға сол баяғы қызығушылық себеп болған шығар. Қызығушылығым механикамен шектеліп қана қойған жоқ. Электроникаға көңілім ауды. Электрондық сағаттың жұмыс негізі механикалық сағатпен салыстырғанда мүлдем өзгеше.
Оның құрамындағы электрондық тетіктер жұмысымен қағаз бетінде танысып қоймай, қолыма алғашқы рет МП39 транзисторы және басқа электрондық бөлшектер тигенде, мультивибратор құрылғысын жинастырдым (электр импульстерін өндіретін генератор). Электрониканың микропроцессорлық техника саласына шолу жасадым. К155 сериалы чип негізінде онға дейін санайтын құрал жасадым, қажет чиптер жоқтың қасы, әйтпегенде, он алтыға дейін санау керек болатын. Кейіннен екінші мамандығымды осы әуесқойлығыма сай таңдадым.

Сағат туралы әңгіме қозғағанмын басында. Сағат жұмысын білуге деген талпыныстан қаншама жаңа білім салалары менің алдымда ашылды. Іш пыстырып мақтану — менің мақсатым емес. Керісінше, сағатты жетілдіру жолында қандай мәселелер шешілгенін көрсетіп, техника әлемін ғылыми көзқараспен танысқанға шақырғым келеді.

Механикалық сағат құрылысы қарапайым. Дегенмен, өзінің қыр –сыры бар. Оны қанша сағатты қолмен бұзсаң да, байқамайсың. Байқасаң да, түсіндіре алмайсың.
XVII ғасыр техникаға Гюгенстің маятникті сағатын қосты. Неліктен маятникті сағат?
Галилео Галилей маятниктің азғантай бұрышқа тербелген кезде, оның периоды амплитудасына байланысы жоқтығын байқаған. Маятникті тербетіп қозғаған соң, тербеліске түседі де, уақыт өткен соң тербелісін тоқтатады. Тербеліс басталған мезеттен тоқтағанға дейін бақылау жүргізсек, маятниктің ауытқуы өзгереді. Бірақ, тербелу жиілігі сақталады. Құбылыс маятниктің изохрондылығы атымен белгілі.

3-сурет. Маятникпен эксперимет жүргізуге арналған құралдар.

Маятниктің тағы бір тамаша қасиеті бар. Маятниктің тербелу периоды оның ұзындығымен байланысты. Галилей механик, музыкант, әдеби критик және дәрігер болған деседі. Дәрігер Галилей ашқан жаңалығын адам жүрегінің соғысын бақылау үшін қолданды. Адамның жүрек қағысы қалай өзгерді? Қалайша оны ғылыми негізде анықтауға болады?

Галилей маятниктің тербелісін адамның жүрегінің қағысына сай келтірді. Қалайша? Жоғарыда айтылған маятниктің тамаша қасиетін пайдаланды. Ұзындығы бір метрге жуық тігін машинасына арналған жіпке салмағы 20-50 грамдай шағын темір шарды бекітіп, маятник жасайық. Балық аулағанда, ілмекті батыратын қорғасын «шар — салмақ»-ты қолданған жақсы, кез –келген балықшыларға, аңшыларға арналған дүкендерден сатып алуға болады. Жіптің ұзындығын өзгерте отырып, маятниктің тербелісінің жиілігі өзгеретінін байқау да қиын емес. Эксперимент таза өту үшін маятник жібін қолмен ұстамайтындай етіп бекітіп қойған жөн.

Сурет 4 -Балық аулағанда ілмекті батыру үшін қолданатын «шар -салмақ»

Галилей замандасы Гюгенс сағаттарды жетілдірді. Гюгенс маятниктің көмегімен сағаттың «іске қосу» механизмінің басқаруын ұсынды. Іске қосу механизмі екі функцияны бірден атқарды:
— сағат тілдерінің айналуын тоқтатып – қосады;
— сағат тілін айналдыруға берілген күштен — маятниктің тоқтамай тербелуіне қосымша қуат береді.

Гюгенс сағаттардың уақыт өлшеу дәлдігін арттырды. Оның сағаттарының маятниктері үлкен амплитуда да изохронды тербелу үшін циклойда траекториясымен қозғалды. Яғни, маятник ұзындығы тербеліс кезінде өздігінен өзгерді. Маятник тербелісінің бұрышына шектеу қойылды. Оның сағаттары бір айда нақты уақыттан он секундқа ғана ауытқыды.

Сурет 5- Маятникті сағаттың құрылысы. 1-жетекші; 2-күйенте; 3-анкерлік дөңгелек; 4-аралық дөңгелек; 5-орталық дөңгелек; 6- шот дөңгелек бөлетін дөңгелегімен; 7-минутты бөлетін дөңгелек осі; 8-сағат дөңгелектері;9- минуттық тілдің бөлетін дөңгелегі; 10-шынжыр; 11 -гір; 12-маятник

Гюгенстің сағатында "іске қосу" тетігі (5 суреттегі 1, 2, 12 -бөлшектер "іске қосу" тетігін құрайды) «реттегіш» деген атпен белгілі тектіктердің тобына жатады. Мұндай реттегіштер электрондық басқару жүйелерін жасауға түрткі болды. Реттегіштер автомобиль құрылысында, металлургиялық құрал-жабдықтарда және т. б. техника түрлеріндегі механизмдерде қолданады.

P.S.: 20.12.13 сағат 23:48 өзгерістер жасалынды. Сурет мына жерден алынды.
Ең соңғы түзету 21.12.13 сағат 0:20 жасалынды.